交通运输系统分析第10章

1、第十章交通运输系统评价与决策第一节系统评价概述一个大型系统它的开发、建造、运用是分阶段按一定步骤进行的。一般地。一个系统从规划到更新大致可以分为四个阶段（见图10-1 ）。图10-1系统生命周期示意图而在每一个阶段，都要遵循系统工程响基本方和所谓系统工程的基本方法；利是把研究的对象当作系统来分析，把分析结果加以综合所产生的就是系统的设计，然后对这个系统进行反复的综合评价（见图 10 一 2 ）。这样循环往复直到能有效地实现预定的目标为止。系统要求门分析系统设计评价图10-2系统评价的意义由此可见，系统评价是系统方法中一项重要的、必不可少的工作。要想对系统有一个比 较透彻的了解，进而对系统的这行

2、实施有效的控制，就必须对系统进行正确的评价。交通运输系统评价主要包括 2部分内容: 是对交通运输现状进行系统评价，从而对现实系统有一个全面灼了批，为系统调整和优化提供基础信息和思路； 是对交通运输建设项目进行系统评价，研究交通运输项目明可行与否以及效益大小， 从而为最终决策提供辅助信息。交通运输是国民经济大系统中的一个主要组成部分，它处于生产和消费的中间环节，是生产过程在流通领域里的继续， 是社会再生产不可缺少的一个环节。与其它工业相比交通运输系统有两个突出的特点，即:交通运输是国民经济发展的手段而非手段终极目的。交通运 输的产品并不具有实体形态、 共产品是实体 （货物或旅客） 和信息在时空四

3、维域中的坐标变 换。从直观上说，人们不会为了运输而运输。 归根结底。 交通运输只是为了实现某种目的的 手段，而非目的本身。另外， 交通运输的效益（包括经济效益和社会效益）主要发生在系统之外。 作为一个物 质生产部门，交通不输必须讲求经济效益，否则，它就很难确保自身的生存和发展。但是， 交通运输的职能是为整个社会经济大系统服务的，其外部效益远远超过了系统内部效益。由此可见， 研究交通运输不能局限于交通运输本身， 必须从社会共济系统出发人评价交 通运输。第二节 交通运输系统评价指标体系一、交通运输系统目标分析从交通运输的角度， 我们可以将社会经济系统划分为三部分； 政府部门、 交通运输部门、 交通

4、运输服务对象。各部分的主要目标如下：（一）政府部门目标（1）加强基础设施建设；（2）促进经济增长；（ 3）提高交通运输方便性；（ 4 ）加强不同交通运输方式的协作；（5）减少对生态环境的有害影响；（6）其它。（二）交通运输部门目标（ 1）降低交通运输成本；2）增加交通运输收入；(3 )减少资源消耗；(4 )提高服务水平；(5)其它。(三) 交通运输服务对象目标；(1) 提高交通运输可靠性；(2) 提高交通运输服务质量；(3) 降低运价；(4) 缩短交通运输时间；(5) 其它。上述各个目标之间，不外乎以下 3种关系(图10-3 )：(1 )独立目标目标之间互不相关， 某个目标的实现与否对其它目标

5、无影响。实际上，这是一种理想状态，只有经过简化、近似才能满足。(2 )互补目标各个目标互相补充；某个目标的实现有助于其它目标的实现。(3 )对立目标各个目标互相对立，互相矛盾，某个目标的实现会带来其它目标的恶化。对于这种情况，图 10-3 系统评价的意义二、交通运输评价指标体系评价指标体系是指为了达到系统的目的，从系统众多的输出特性中选出的整套衡量指标，在控制理论中，可以根据评价指标体系建立控制系统输出水平的标准值。评价指标体系具有评价标准和控制标准的双重功能。 在制定评价指标中， 必须具备以下 三个必要条件：（1）可得性任何指标都应该是相对稳定的， 可以通过一定的途径， 一定的方法观察得到。

6、 社会经济 系统是极其错综复杂的， 并不是所有的现象都可以调查测量。 任何易变、振荡、发散及无法 把握的指标都不能列入评价指标体系。（2）可比性每一条指标都应该是确定的、可以比较的。所谓比较，包括三方面的含义，即指标可以在不同的方案间、不同的范围内、不同的时间点（或等长的时间间隔）上进行比较。（3）定量性评价指标体系的每一条指标都应定量。 这是因为， 客观现象十分复杂多变， 只有加以定 量才能有所把握， 才能分析评价。 定量性也是为了适应建立模型进行数学处理的需要。 对于 缺乏数据的指标。要么舍弃不用，改用其它相关指标，要么利用专家意见，进行软数据的硬化。由于交通运输的复杂性， 因此很难用单一

7、的指标来进行评价， 必须进行多角度、 多透视 点的评价， 建立分层的指标体系。根据具体问题的不同、 研究目的的不同， 指标体系的建立 也有所不同。一股地，对于运输服务状况的评价，可以建立如下的指标体系：（1）价廉性指运费的便宜程度。运费与交通运输成本密切相关。交通运输成本的主 要构成为： 人员薪金。包括工资、津贴、资金等。 营运消耗。包括燃油、润料、材料消材、运输设备折旧与维修等。 交通运输企业外付费用。如港口贸、养路费、保险费等。 事故损失、管理费开支及其它临时性运输费用支出。 基建投资与技术改造折旧（2）准时性运载工具从起点出发时刻和抵达目的时刻的准确程度。（3）快速性指交通运输过程的迅速

8、程度。（4）便利性指旅客或货运客户利用交通运输手段的方便程度。（5）直达性旅客或货物运输从起点出发， 无需办理中转而直接抵达目的地的特性。它包括单一运输方式的单运直达和多种交通运输方式的联运直达。（6）安全性指在交通运输过程中不发生意外事件正常运输运达目的地的特性。（7）舒适性特指旅客在运载工具运行过程中所感受到的舒适程度。这主要取决于交通运输方式、 运载工具设备、运行时间长短及服务水平。（ 8 ）灵活性指运载工具对交通运输线路的非依赖程度及采取某种临时性紧急措施的可能程度。第 3 节 系统评价与决策方法随着现代社会的高度发展， 决策问题愈来愈显出它的重要性。 所谓决策， 就是对某一事 件的目

9、标及其实现手段的选择。 社会越复杂， 组织的规模越大， 组织内部及组织之间的联系 就越复杂， 决策的目标及影响决策的因素也越多越复杂。 因此， 决策的科学化与民主化也越 来越重要。一、决策过程一个决策过程大体上可以分为以下三大步骤：（一）找出问题的症结，确定决策目标决策目标是根据决策者想要解决的问题来确定的，必须把需要解决的问题的症结所在 及其产生的原因分析清楚。然后根据问题的要求和可能，制定出切实可行的目标。（二）拟定各种备选方案决策过程的第二阶段是拟定供选择用的各种可能方案。 只有拟定出一定数量和质量的可 能方案供对比选择，决策才能做得合理。简单的决策问题，可以直接设想出几个各选方案， 对

10、于复杂的决策问题， 很难直接设计出各选方案， 这时要分两步做： 第一步， 先做轮廓设想， 从不同角度和多种途径， 大胆设想出各种各样的可能方案：第二步，精心设计，确定方案的 细节，并且做估计方案的实施结果。（三）选择方案这是决策过程的关键阶段。 方案要选择得好， 必须满足两个条件： 一是有合理的选择标 准，二是有科学的方法。 第一个条件是指方案的价值标准问题。理论分析中，一般采取最优 标准， 但绝对的最优是不存在的。因此， 实际中一般采取现实的满足标准， 即只要“足够满足”就行。第二个条件是指选择方案的具体方法，主要有经验判断、数学分析和实验方法。 采用经验判断时， 决策者要从全局出发， 根据

11、以往经验和现有资料权衡利弊； 数学分析方法 在决策中的应用，可以使决策达到准确、 优化、提高决策的质量。 必要的实验也是选择方案 的办法之一， 由于对实际系统进行试验常常要花费高昂的代价。因此， 目前基于计算机技术的系统仿真得到了飞速发展。二、层次分析法（ AHP 法）人们在进行社会的、 经济的以及科学管理领域问题分析中， 面临的常常是一个由相互关 联。相互制约的众多因素构成的复杂系统。层次分析法（Analytic Hierarchy Process ，简称 AHP 法）为分析这类复杂问题提供了一种新的、简洁的、实用的决策方法。用层次分析法作系统分析，首先要把问题层次化。根据问题的性质和要达到

12、的总目标， 将问题分解为不同的组成因素， 并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层 次聚集组合， 形成一个多层次的分析结构模型， 并最终把系统分析归结为最低层 （供决策的 方案、措施等） 相对于最高层（总目标） 的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问 题。层次分析法大致分为以下五个步骤：（一）建立层次结构模型在深入分析所面临的问题之后， 将问题中所包含的因素划分为不同层次。 如目标层、 准 则层、指标层、方案层、措施层等，用框图形成说明层次的递阶结构与因素的从属关系。当 某个层次包含的因素较多时（如超过 9 个），可将该层次进一步划分为若干子层次。 （二）构造判断矩阵判断矩阵

13、元素的值反映了人们对各重要性（或优劣、偏好、强度等）的认识，一般采用1-9 及其倒数的标度方法。 当相互比较因素的重要性能够用具有实际意义的比值说明时， 判 断矩阵相应元素的值则可以取这个比值。三）层次单排序及其一致性检验判断矩阵 A 的特征根问题AWmaxW其中max为判断矩阵的最大特征根，W为对应的特征向量的解，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。 为进行层次单排序（或判断矩阵）的一致性检验，需要计算一致性指标CImax当随机一致性比率 CR CI/RI 0.10时（其中RI为平均随机一致性指标），认为层 次单排序的结果有满意的一致

14、性，否则需要调整判断矩阵的元素取值。（四）层次总排序计算同一层次所有因素对于最高层（总目标）相对重要性的排序权值， 称为层次总排序。这一过程是从最高层次到最低层次逐层进行。若上一层次A包含m个因素Ai, A2,，Am，其层次总排序权值分别是为 ai, a2,，am ,下一层次B包含n个因素Bi, B2，Bn，它们对于因素 Aj的层次单排序权值分别为 bij, b2j，bnj （当Bk与Aj无联系时，bkj =0）,此时B层次总排序权值由下表给出。（五）层次总排序的一致性检验这一步骤也是从高到低逐步进行的。其过程与层次单排序一致性检验类似。上述步骤AHP的基本步骤。当面临的问题较复杂时，还可采用扩展层次分析法，如动态排序法，边际排序法、前向反向排序法等。层次A层次B、A| A2AmB层次总排序权值ai a2amBiB2biib22bimb2ib22b2m111111111ma j bij j imajb2jj i111111Bnbn1bn2bnmmajbnjj i三、集值统计分析法（一）指标值的处理一般，对于某个评价指标，我们得到的并不是一个评价值，而是一系列的评价值。对于数学经济模型，意味着某些参数的可能变化对指标值的影响。 对干专家评估法，则意味着由 多个专家进行评价。同时，在一